对于深凹露天矿来说,由于降雨、地下水渗入等原因,经常会出现孔内有水现象,孔内水的存在对台阶爆破造成许多不利的影响。为了降低水对爆破的影响,改善爆破效果,需要对水耦合装药爆破有一个全面的了解。华新水泥谭家冲石灰矿随着开采平台的下降,水孔率越来越高,导致爆破效果恶化,降低生产效率,开采成本较高。本文以谭家冲石灰矿为研究背景,根据矿山实际生产经验数据,并通过Ansys软件对水耦合装药爆破进行数值模拟,较全面的分析炮孔内内水对爆破的整体影响,提出经济合理的不耦合系数并对炮孔堵塞进行优化。同时根据现场试验的爆破效果,进一步优化了爆破孔网参数。论文主要结论如下(1)以矿山的地质资料及现场实践的数据结果,分析了水对有效孔深、装药速率等前期工作的经验性规律。发现水会降低装药效率和密实度,需要采取相应的改进措施;同时炮孔的有效长度也会减少,这对台阶爆破是及其不利的,因此对于含水炮孔而言,其设计孔深要比正常孔多0.5~1.0m,且炮孔放炮周期不宜太长,应当采取小炮区放炮,保证爆破效果。(2)对不耦合装药时爆破冲击波的传播规律进行了详细的理论分析。通过与其他装药结构的应力分布规律相比较,发现不耦合装药爆破可以降低孔壁应力,减小粉碎区范围,且随着不耦合系数的增加更加明显。与空气比较时,发现水耦合时能量透射率高,应力衰减慢,爆破效果会更好。在此基础上,利用ANSYS软件模拟不同耦合系数条件下岩石中应力分布状况及其破坏范围,综合比较爆破效果与平均成本,认为采用120mm药径的药卷时效果最佳。对水孔爆破的不同堵塞方法进行数值模拟,发现采用水土复合堵塞时,可以提高炮孔堵塞区域的应力强度,改善其爆破效果,减少大块的产生,十分适合水孔爆破。(3)根据模拟结果在矿区进行爆破实验,以大块率、粉矿率及块度分布等指标为依据,比较不同参数下爆破效果,确定矿区的最佳孔网参数。即选择120mm直径药卷,采取三角形布孔,孔排距为6.5×4.5m时爆破效果最好,其大块率和粉矿率低,块度分布均匀,有利于铲装运输作业。